基于數據包絡法的錦州市農業用水效率估算

韓 冰

(法庫縣農業技術推廣與行政執法中心，遼寧 法庫 110400)

0 前 言

錦州地區位于遼寧省的西部，遼寧西部屬于典型的干旱半干旱地區是，水資源相對短缺，尤其是在當前工業、農業、生活用水矛盾日益緊張的新形勢下，如何保障農業用水是亟待解決的科學問題[1]。多個研究成果表明[2-6]，只有對農業用水效率進行定量測算，才能有效的制定農業節水和用水規劃。為此國內許多學者展開農業用水效率的測算[7-8]，在這其中基于效率分析的數據包絡分析方法得到廣泛應用，該方法可結合不同農業產出和投入指標進行農業用水效率的定量測算，測算準確度較高，但在錦州地區還未得到相關應用，為此選用的數據包絡分析方法，對錦州地區農業用水效率進行科學測算，研究成果對于提高錦州市農業用水規劃具有參考意義。

1 測算原理及方法

美國學者Charnes等基于效率分析的數據包絡分析方法，該方法通過C2R和BC2兩個重要的效率指標值進行農業用水效率的測算：

(1)

(2)

(3)

式中：θ為農業用水效率測算值；ε為計算參數，取值為10-5；t為農業產生指標；m為投入指標；n為計算單元；λj為組合計算單元；S-、S+為農業投入和產出不足的比例；xij0為第i類農業第j類投入指標；yij0第i類農業第j類產出指標。

在方程中，若：

θ*=1，且S-*=0,S+*=0，則表示θ農業用水效率無效。若：

若果測算的效率無效，則需要對計算單元進行重新設置計算條件：

要對決策單元進行改進，改進的決策單元需要令方程滿足一定的條件，方程滿足的條件為：

(4)

(5)

方程中中x0*、y0*為不同計算條件下農業用水效率測算值；Si-、Sr+則不同計算條件下的農業產出和投入指標；C2R和BC2為不同計算條件的配比指標。

2 指標選取

選取農業灌溉水量、耕種面積、灌溉耗水量及耕種在崗投入人員數量作為農業投入指標，選取農業在崗人數收入、灌溉耕種有效面積、農業生產收入和生產總量作為產出的指標。結合錦州農業經濟統計年鑒，對各指標數據進行了分析，如表1所示。

表1 2008年-2017年錦州市農業經濟統計數據

3 指標計算

結合錦州市2008年-2017年農業經濟數據，對數據包絡分析方法下各指標進行計算，計算結果如表2所示。

表2 農業用水效率指標測算結果

從錦州地區各農業用水效率分析結果可看出，錦州地區農業投入對用水效率的影響度較高，尤其是在2008年-2015年期間，錦州地區加大了區域農業投入，使得投入和產出比例逐步趨于平衡，而從2015年后，對于農業投入的程度有所下降，使得投入和產出比例逐步有所下降，這一段時間農業用水效率較低，從2015年開始，錦州地區對農業產出結構進行優化，增加了農業產出比例，通過分析這一時間段朝陽市農業投入和產出比例分別為0.52和0.35，農業用水效率也可達到60%以上。

4 農業用水效率測算

在農業用水效率測算的基礎上，采用數據包絡分析方法對朝陽市2008年-2017年的農業用水效率進行定量測算，測算結果如表3所示。

表3 錦州市2008年-2017年農業用水效率測算結果

從錦州市農業用水結構變化可看出，錦州市農業用水量呈現兩個階段的變化，第一個階段由于農業投入和產出結構較為合理，農業用水規模變化較為穩定，這一時期錦州地區的農業用水效率變化也較為穩定，總體在35%-45%之間變化。第二階段主要從2015年開始，這一階段錦州地區減低了農業投入，使得農業投入和產出比例逐步趨于平衡，并從2015年開始，加大了對區域農業投入結構的合理優化，使得農業用水規模減低，農業用水效率也呈現較為平穩的遞增變化，在這一階段錦州地區的農業用水效率可穩定在50%-60%之間，基本屬于用水率有效年份。此外還受到區域農業供水變化，對于錦州地區而言，城鎮居民生活用水、農業用水矛盾一直較為緊張，使得區域農業用水效率很難得到有效滿足，但規模收益總體變化還是處于遞增變幅。

5 農業用水效率影響因素分析

采用數據包絡模型對錦州地區各年份農業效率影響指標進行分析，分析結果如表4所示。

表4 錦州市農業用水效率無效年份指標投影分析結果

從分析結果可看出，灌溉耗水量以及耕種面積作為農業投入是農業用水效率影響作為明顯的兩個指標，而對于農業產出而言，農業產值和作為產量對于錦州地區各年份農業用水效率的影響也十分明顯，高于在崗人數和人均收入的影響。因此在制定錦州地區農業節水和用水規劃時，應調整農業耗水量和耕種面積，尤其是農業耗水量指標，建議將該指標調整到8萬m3，而在優化調整農業投入結構的同時，應調整農業產出指標，重點調整農業產值和作物產量兩個指標，提升作物產量的同時增加經濟作物的耕種面積，減低耗水量提高農業產值。

6 結 論

1)從2015年開始，錦州地區對農業產出結構進行優化，增加了農業產出比例，通過分析這一時間段朝陽市農業投入和產出比例分別為0.52和0.35，農業用水效率也可達到60%以上。

2)從2015年開始，錦州市加大了對區域農業投入結構的合理優化，使得農業用水規模減低，農業用水效率也呈現較為平穩的遞增變化，在這一階段錦州地區的農業用水效率可穩定在50%-60%之間，基本屬于用水率有效年份。

3)制定錦州市農業節水和用水規劃時，應調整農業耗水量和耕種面積，尤其是農業耗水量指標，建議將該指標調整到8萬m3，而在優化調整農業投入結構的同時，應調整農業產出指標，重點調整農業產值和作物產量兩個指標，提升作物產量的同時增加經濟作物的耕種面積，減低耗水量提高農業產值。